et périnatale aux PCBs sur les capacités - BVS

Agents chimiques
Incidence de l’exposition pré- et
périnatale aux PCBs sur les capacités
intellectuelles des enfants
Période : septembre 2014 à novembre 2014
Emmanuel NAFFRECHOUX | [email protected]
Université Savoie Mont-Blanc – LCME – Chambéry – France
Mots-clés : Attention, capacité intellectuelle, enfant, faible dose, polychlorobiphényles
Les PCBs1 sont des molécules organiques de synthèse, utilisées au siècle dernier dans de nombreuses applications (condensateurs et
transformateurs électriques, vérins et pompes, peintures, adhésifs, joints, etc), qui sont maintenant interdites d’usage compte tenu
de leur toxicité. Leur très haute stabilité chimique entraîne leur persistance dans tous les milieux. L’Homme est exposé à ces composés
organochlorés principalement, de 90 à 98 % par son alimentation (poissons, viandes et produits laitiers). Les PCBs s’accumulent dans
les tissus humains (graisse, foie, peau) et perturbent le système hormonal (1). Si les effets toxiques liés à une forte exposition sont bien
connus (chloracné, diabètes, troubles de la reproduction, désordres neurologiques, cancers), les effets sur les capacités intellectuelles
liés aux expositions à faible dose n’ont été étudiés que depuis la fin des années 1990 (2). Cette note décrit deux études rapportant les
effets sur les performances intellectuelles d’enfants japonais (âgés de trois ans et demi) et allemands (âgés de huit ans et demi) ayant
subi une exposition pré- et périnatale à des doses faibles.
Impacts des expositions prénatales aux
polychlorobiphényles, au méthyl-mercure et au
plomb sur les capacités intellectuelles d’enfants
âgés de quarante-deux mois au Japon
Tatsuta N, Nakai K, Murata K, Suzuki K, Iwai-Shimada M, Kurokawa
N, Hosokawa T, Satoh H. Impacts of prenatal exposures to
polychlorinated biphenyls, methylmercury, and lead on intellectual
ability of 42-month-old children in Japan. Environ Res 2014;133:321-6.
Résumé
Les effets de l’exposition prénatale aux PCBs, au mercure et
au plomb sur les capacités intellectuelles sont étudiés chez
387 enfants (dont 52,2 % de sexe masculin) de la cohorte de
naissance « Tohoku », au Japon. Compte tenu de résultats
antérieurs contradictoires sur le comportement ou les capacités
intellectuelles de l’enfant, pouvant être liés à des dosages de
molécules différant d’une étude à l’autre, les 209 congénères
de la famille des PCBs ont été quantifiés et catégorisés selon le
nombre d’atomes de chlore qui les composent. Les concentrations
des toxiques dans le sang ombilical, récolté immédiatement après
la naissance, sont en moyenne de 46,5 ng(ΣPCB)/g de lipide,
10,0 μgPb/L et 10,1 ngHg/g. Les résultats de la batterie de tests de
Kaufman pour l’examen psychologique de l’enfant (K-Assessment
Battery for Children), administrée à un âge moyen de quarantedeux mois, ont été corrélés aux concentrations des toxiques.
Aucune association entre les capacités intellectuelles et
l’exposition au mercure et au plomb n’a été mise en évidence.
Les faibles concentrations en mercure (95 % comprises entre 4,3
et 22,2 ng/g) et l’âge inférieur à cinq ans (âge critique pour lequel
l’effet du plomb serait perceptible sur les facultés mentales)
peuvent expliquer ce constat.
En revanche, cette étude révèle une association significative
entre l’augmentation de la concentration en PCBs nonachlorés, et
plus précisément en PCB#2072, et des scores diminués à l’échelle
« traitement séquentiel »,-représentant la capacité de l’enfant
à résoudre des problèmes nécessitant un traitement ordonné
de stimuli-, et à l’échelle « processus mental », représentant sa
capacité à résoudre des problèmes nécessitant un traitement
séquentiel ou un traitement simultané de multiples stimuli. Ceci
supporte la présence d’effets possibles de l’exposition prénatale
aux PCBs dans cette cohorte, pour laquelle les auteurs ont déjà
montré une corrélation entre la concentration de ΣPCB et les
troubles de comportement intériorisés des mêmes enfants à
l’âge de trente mois. Les analyses effectuées séparément selon
le sexe révèlent aussi que l’impact sur les fonctions intellectuelles
est seulement significatif chez les enfants de sexe masculin, ce
qui semble indiquer une sensibilité supérieure des garçons à
l’exposition prénatale aux PCBs.
Commentaire
Cette étude suggère que l’exposition prénatale aux PCBs les
plus chlorés pourrait avoir des effets sur les performances
intellectuelles des enfants à l’âge de trois ans et demi. Toutefois,
il n’existe pas de corrélation avec la concentration totale en
PCBs alors que les troubles de comportement intériorisés des
mêmes enfants âgés de deux ans et demi ans étaient liés à la
concentration de ΣPCB. Selon les auteurs, il existerait une période
sensible pendant laquelle les effets de l’exposition prénatale aux
PCBs sont plus facilement observés. La non-détection des effets
pourrait aussi être liée à un mauvais choix des composés dosés.
Hisada (3) et ses collaborateurs ont en effet pu montrer que les
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teneurs élevées en PCBs hydroxylés dans le sang de femmes
enceintes sont associées à un faible taux de thyroxine libre dans
le sang de leur progéniture à la naissance, alors que la corrélation
est inexistante pour la concentration de 29 PCBs. Il conviendrait
donc de quantifier non seulement les PCBs, mais aussi leurs
produits de métabolisation dans l’organisme humain.
Selon les résultats obtenus par Tatsuta et ses collègues, il est
suggéré que les PCBs les plus chlorés, donc les plus lipophiles et
les plus efficacement accumulés dans l’organisme, présentent
une toxicité à faible dose plus importante que les autres
congénères pour le système neurologique du fœtus.
Une limite de l’étude est liée à la non prise en compte
de l’exposition post-natale des enfants aux PCBs via leur
alimentation qui pourrait affecter leurs performances cognitives.
De même, les effets bénéfiques des acides gras polyinsaturés
n-3 apportés par certains aliments n’ont pas pu être considérés
par absence de dosage de ces molécules dans le sang ombilical.
L’exposition de la population européenne aux PCBs et dioxines
diminue depuis 2002, mais cette diminution est moins importante
pour les NDL-PCBs3. De plus, les enfants et adolescents sont les
plus exposés (4). Afin de limiter les voies d’exposition et prévenir
le risque d’exposition aux PCBs de leur future descendance en
cas de grossesse, il est donc indispensable de renforcer le suivi
de l’imprégnation des adolescentes.
Influence de l’exposition pré- et périnatale
à des faibles doses de PCDD/Fs, PCB, et plomb
sur l’attention et le comportement d’enfants
scolarisés allemands : résultats de l’étude
de la cohorte de naissance Duisburg
Neugebauer J, Wittsiepe J, Kasper-Sonnenberg M, Schöneck N,
Schölmerich A, Wilhelm M. The influence of low level pre- and
perinatal exposure to PCDD/Fs, PCBs, and lead on attention
performance and attention-related behavior among German schoolaged children: Results from the Duisburg Birth Cohort Study. Int J Hyg
Environ Health 2015;218:153-62.
Résumé
Les problèmes d’attention, d’impulsivité et d’hyperactivité
sont des perturbations neurologiques fréquentes chez l’enfant.
De nombreuses recherches suggèrent que ces problèmes
peuvent être induits par l’exposition aux métaux ou molécules
aromatiques chlorées. Neugebauer et coll. ont étudié les effets
de l’exposition pré et périnatale simultanée aux PCDD/Fs4, PCBs
et plomb sur l’attention et l’hyperactivité d’enfants de la cohorte
de naissance « Duisburg ». Les concentrations en toxiques ont
été mesurées dans le sang (32e semaine de maternité) et le lait
(durant les premières semaines d’allaitement) de 234 mères,
entre 2000 et 2002. Les teneurs dans le sang maternel étaient
conformes à celles de la population européenne (moyenne
géométrique : 160 ng PCB138, 153, 180/g de lipide et 19,35 μg Pb/L).
De 2009 à 2011, 117 des 234 enfants, âgés de huit ans et demi,
ont été soumis à des tests (KITAP) évaluant la vitesse de
traitement de l’information, la flexibilité cognitive, l’attention
divisée, l’impulsivité et la distractibilité. Leurs parents ont
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complété un questionnaire d’évaluation du comportement lié au
trouble du déficit de l’attention avec hyperactivité (TDAH). Les
concentrations en PCDD/Fs et PCBs dans le sang maternel sont
positivement corrélées au nombre d’erreurs au test d’attention
divisée. Une tendance équivalente, mais non significative,
existe pour la quantité des mêmes substances, ingérée par
le lait maternel. Le score au test d’impulsivité diminue et le
temps de réaction au test de distractibilité augmente avec la
quantité de PCDD/Fs et PCBs ingérée par l’allaitement. Le
nombre d’erreurs à ce dernier test est aussi augmenté de 23 %
pour un doublement de la concentration en plomb dans le sang
maternel. L’augmentation de l’exposition prénatale au plomb
est associée à une augmentation du score des comportements
liés au TDAH alors que le score de comportement hyperactif est
diminué lors d’une exposition plus élevée aux PCDD/Fs et PCBs.
L’inter-corrélation entre les polluants organiques mesurés ne
permet toutefois pas d’attribuer les effets observés à une famille
spécifique de molécules, comme les NDL-PCBs. L’exposition
périnatale aux polluants organochlorés (par le lait maternel),
bien que supérieure à l’exposition placentaire, n’est pas associée
aux aptitudes intellectuelles, mettant en évidence une sensibilité
importante du cerveau durant le développement fœtal.
Commentaire
Malgré une taille d’échantillon limitée, cette étude suggère une
association entre l’exposition prénatale aux PCDD/Fs et PCBs
et les capacités intellectuelles des enfants à l’âge de huit ans
et demi. L’étude menée ne prend pas en compte l’exposition
à ces toxiques durant l’enfance, ce qui pourrait masquer les
effets de l’exposition prénatale dans les analyses multivariées.
Toutefois, la réduction du comportement hyperactif observée
par Neugebauer simultanément à l’augmentation des
concentrations en PCBs et PCDD/Fs a aussi été constatée par
Sioen (5) chez des enfants de sept à huit ans exposés in utero
à des composés « dioxin-like ». En revanche, l’étude de Sioen (5)
ne montre pas de lien entre l’exposition prénatale aux PCBs et le
comportement d’enfants scolarisés. Ces résultats contradictoires
peuvent être dus à l’utilisation d’outils psychométriques
différents ou à une variabilité du nombre de molécules dosées.
En conséquence, il serait important d’harmoniser les outils
d’évaluation des capacités intellectuelles ainsi que le nombre
et le type de molécules organochlorées quantifiées afin
d’améliorer l’interprétation des données. L’intérêt d’étudier
systématiquement les effets des PCBs sur les actes révélateurs
du comportement hyperactif chez l’enfant demeure toutefois
indéniable.
Afin de mieux connaître l’effet de l’exposition aux PCBs sur
la santé mentale des enfants, l’augmentation du nombre de
cohortes de naissance suivies en Europe est nécessaire, en
prenant soin d’harmoniser la nature des toxiques dosés et les
tests neuropsychologiques et psychométriques utilisés.
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Incidence de l’exposition pré- et périnatale aux PCBs sur les capacités intellectuelles des enfants
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Conclusion générale
L’effet de l’exposition prénatale à des faibles doses de
PCBs sur les capacités intellectuelles des enfants est
démontré par plusieurs études mettant en œuvre des
tests standardisés différents. À notre connaissance, les
études réalisées sur la population française n’ont pas
encore permis d’évaluer cet effet, alors que, malgré des
pratiques alimentaires potentiellement différentes,
l’imprégnation des Français est tout à fait comparable
à celle des Européens, avec des valeurs en moyenne un
peu plus élevées chez les femmes que chez les hommes
(30,8 contre 26,6 pg TEQ5 total/g de MG, dont 51 % est dû
aux PCBs). Les résultats présentés soulignent l’intérêt de
mieux connaître le niveau d’imprégnation aux PCBs de
la population féminine jeune, en amont de la maternité,
en vue d’évaluer les risques d’altération des capacités
intellectuelles des futurs enfants et de les prévenir
par une adaptation éventuelle des recommandations
alimentaires.
Publications de référence
(3) Hisada A, Shimodaira K, Okai T, et al. Associations between
levels of hydroxylated PCBs and PCBs in serum of pregnant
women and blood thyroid hormone levels and body size of
neonates. Int J Hyg Environ Health 2014;217:546-53.
(5) Sioen I, Den Hond E, Nelen V, et al. Prenatal exposure to
environmental contaminants and behavioural problems at
age 7–8 years. Environ Int 2013;59:225-31.
Revues de la littérature
(1) Manzetti S, van der Spoel ER, van der Spoel D. Chemical
Properties, Environmental Fate, and Degradation of Seven
Classes of Pollutants. Chem Res Toxicol 2014;27:713-37.
(2) Boucher O, Muckle G, Bastien CH. Prenatal Exposure to
Polychlorinated Biphenyls: A Neuropsychologic Analysis.
Environ Health Persp 2009;117:7-16
(4) Malisch R, Kotz A. Dioxins and PCBs in feed and food – Review
from European perspective. Sci Total Environ 2014;491-92:210.
General conclusion
The effect of prenatal exposure to low doses of PCBs on
children intellectual ability was supported by numerous
studies implementing different standardized tests. To
our knowledge, the studies conducted on the French
population have still not evaluated this effect, although
its impregnation, with potentially different feeding
practices, is absolutely comparable to that of Europeans,
with average values slightly higher for women than men
(30.8 vs. 26.6 pg total TEQ/g of fat, among which 51 %
is due to PCBs). The results highlight the importance to
better understand the PCBs level of impregnation of
the young female population, before pregnancy, to
estimate the risk of intellectual ability deficit of the
next generations of children and to prevent this risk by a
modification of the dietary recommendations.
Lexique
(1) PCBs : Polychlorobiphényles
(2) PCB#207 : PCB de référence IUPAC n°207, correspondant au
congénère 2,2’,3,3’,4,4’,5,6,6’-nonachlorobiphényle
(3) NDL-PCBs : Polychlorobiphényles non « dioxin-like », c’est à
dire présentant des mécanismes de toxicité différents de
ceux des dioxines
(4) PCDD/Fs : Dibenzo-p-dioxines et dibenzofuranes polychlorés
(5) TEQ : Quotient d’équivalence toxique
Autres publications identifiées
Wang B-L, Pang S-T, Sun J-P, et al. Levels of polychlorinated
biphenyls in settled house dust from urban dwellings in China
and their neurodevelopmental effects on preschool-aged
children. Sci Total Environ 2015;505:402-8.
Cette étude montre qu’une exposition post-natale d’enfants
préscolarisés, aux PCBs via l’inhalation de poussières contaminées
peut engendrer des problèmes comportementaux avant l’âge de
5 ans. L’exposition simultanée au plomb ne modifie pas le résultat
de l’analyse statistique. Toutefois, la taille réduite de l’échantillon
de population impose l’utilisation d’un test statistique mono-varié
qui réduit la puissance de l’interprétation.
Croes K, Den Hond E, Bruckers L, et al. Monitoring chlorinated
persistent organic pollutants in adolescents in Flanders (Belgium):
Concentrations, trends and dose–effect relationships (FLEHS II).
Environ Int 2014;71:20-8.
Malgré une diminution de l’imprégnation des adolescents Belges
par les composés organochlorés depuis 2003 (-23 % pour les
PCBs), les concentrations de PCBs dans le sang des adolescents
entraînent notamment des effets anti-œstrogéniques. Cette
publication suggère que les PCBs perturbent le système hormonal
et n’affectent pas uniquement les capacités intellectuelles de
l’enfant.
Dallaire R, Dewailly E, Ayotte P, et al. Growth in Inuit children
exposed to polychlorinated biphenyls and lead during fetal
development and childhood. Environ Res 2014;134:17-23.
L’exposition post-natale chronique au PCB153 (par l’alimentation)
est associée à une taille et un périmètre crânien plus faibles chez
l’enfant scolarisé alors que l’exposition prénatale au PCB153
n’est pas associée à une diminution de la croissance de l’enfant.
L’apport d’acide docosahexaenoïque (DHA) et d’autres acides
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Incidence de l’exposition pré- et périnatale aux PCBs sur les capacités intellectuelles des enfants
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gras polyinsaturés n-3 par les aliments de la mer consommés par
les femmes enceintes semble réduire les effets négatifs des PCBs
sur le développement du fœtus.
Conflits d’intérêts
Les auteurs déclarent :
: n’avoir aucun conflit d’intérêts ;
… avoir un ou plusieurs conflits d’intérêts.
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